ابزار امتیاز دهی

علمی
سفارش تبلیغ
صبا ویژن

علمی

کشف دریاچه های متحرک در قطب جنوب

محققان دانشگاه شیکاگو با بررسی عکسهای ماهواره ای یک فلات یخی در قطب جنوب متوجه وجود دریاچه هایی شده اند که در سال نیم کیلومتر جا به جا می‌شوند.

رودخانه ها و کوهها با در اختیار داشتن زمان کافی می توانند جا به جا شوند، اما معمولا نمی توانند هر سال مسافتی معادل نیم کیلومتر حرکت کنند. این دقیقا همان پدیده عجیبی است که برای تعدادی از دریاچه های قطبی رخ می دهد و به نظر می آید سرعت حرکت این دریاچه ها از سرعت حرکت صفحات یخی که بر روی آنها قرار گرفته اند بیشتر است.

این یازده دریاچه بر حاشیه یک فلات یخی به نام "جرج ششم" واقع شده اند، صفحه یخی شناوری به شکل موز که در میان قطب جنوب و جزیره الکساندر در حرکت است. این دریاچه ها اولین بار در دهه 1970 دیده شدند اما تا سال پیش حرکتهای عجیب آنها شناخته نشده بود.

محققان دانشگاه شیکاگو زمانی که تصاویر ماهواره ای این منطقه را در دست بررسی داشتند متوجه حرکات دریاچه ها شدند. محققان دریافتند این دریاچه ها سال به سال تغییر مکان داده و حرکت می کنند، در واقع سرعت حرکت این دریاچه ها پنج تا 10 برابر سرعت حرکت صفحه یخی است که بر روی آن قرار دارند.

محققان بر این باورند دلیل این پدیده عجیب، موقعیت ویژه فلات یخی است زیرا این صفحه در کانالی باریک در میان قطب جنوب و جزیره الکساندر قرار گرفته و با فشرده شدن آن میان کانال، دریاچه ها به حرکت در می آیند.

بر اساس گزارش وایرد، وجود آب راکد بر روی صفحه های یخی معمولا نشانه ای از نزدیک شدن صفحه یخی به زمان فروپاشی است زیرا این آبها می توانند شکافهای موجود بر روی صفحه را بزرگتر کنند. با این همه محققان انتظار ندارند این فلات یخی به این زودی ها متلاشی شود زیرا توسط بخش سنگی ساحل تثبیت شده است.


ارسال شده در توسط vahdi

روشی ساده برای اچ کردن نیمه هادی ها

اچ کردن سطوح می‌تواند موجب وارد شدن آسیب به سطح نمونه شود. محققان روش جدیدی ارائه کرده‌اند که با آن سطح اچ شده ولی آسیب نمی‌بیند. در این روش از محلول شیمیایی با ترکیب خاصی استفاده می‌شود که حاوی فلز است.

محققان دانشگاه ایلینویز روش جدیدی برای اچ کردن شیمیایی الگوهای نیمه هادی آرسنید گالیوم ارائه کردند. این نیمه هادی در پیل‌های خورشیدی، دیودهای نشر نوری، ترانزیستورهای اثرمیدان، خازن‌ها و حسگرها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

لی رهبر این تیم تحقیقاتی نتایج کار خود را در نشریه Nano Letters به چاپ رسانده است.

خواص فیزیکی یک نیمه هادی بستگی به ساختار آن دارد. بنابراین ویفرهای نیمه‌هادی با اچ شدن تبدیل به ساختارهایی با خواص الکتریکی و نوری قابل تنظیم می‌شوند. معمولا با دو روش اچ کردن انجام می‌شود. اچ مرطوب، که با استفاده از یک محلول شیمیایی خورنده، سطح اچ می‌شود. اچ خشک، که با استفاده از پرتوی الکترونی سطح بمباران می‌شود. چنین الگوهایی برای نانوساختارهایی با نسبت تصویر بالا (رابطه میان پهنا و ارتفاع یک عکس) یا اجسام بسیار کوچک ضروری است. نسبت تصویر بالا در بسیاری از ادوات اپتوالکترونیکی لازم است.
 
هرچند سیلیکون ماده بسیار فراوانی در طبیعت است اما مواد گروه سه و پنج کارایی بالاتری را در حوزه اپتوالکترونیک دارا هستند. متاسفانه اچ خشک کردن این مواد بسیار دشوار است زیرا منجر به آسیب سطح نیمه هادی می‌شود. نیمه‌هادی‌های گروه سه و پنج بیشتر مستعد این آسیب هستند.

برای حل این مشکل لی و همکارانش از روش اچ شیمیایی مبتنی بر فلز("MacEtch") استفاده کردند. این روش قبلا برای سیلیکون اعمال شده است. برخلاف دیگر روش‌های مرطوب، این روش در یک جهت انجام می‌شود، از بالا به پایین. برپایه اظهارات لی، این روش بسیار ارزان‌تر و سریع‌تر از دیگر روش‌ها است. این گروه تحقیقات برای اعمال روش MacEtchدر نیمه هادی‌های آرسنید گالیوم محلول و شرایط واکنش را تغییر داده و بهینه کردند.
این واکنش دو مرحله دارد: اول فیلم نازکی روی سطح آرسنید گالیوم قرار داده می‌شود سپس نمونه در موحلول MacEtch غوطه ور می‌گردد. به دلیل وجود فلزات در محلول، تنها بخشی که با فلز در تماس است اچ می‌شود. پس از اچ شدن نمونه شستشه شده بدون این که آسیبی دیده باشد.

لی می‌گوید ترکیب MacEtch و لیتوگرافی می‌تواند روش جالبی برای تولید سطوح با نسبت تصویر بالا باشد. در حال حاضر محققان در حال بهینه سازی شرایط هستند.


ارسال شده در توسط vahdi

رادار؛ چشم هواپیماها (1)

همانطور که ممکن است بدانید رادار یک دستگاه رادیویی است که برای مشاهده اجسام و اندازه‌گیری برخی ویژگی‌های آنها به وسیله امواج الکترومغناطیسی به کار می‌رود. کاربرد اصلی رادار و محل پیدایش و رشد آن در صنایع نظامی و هوانوردی است و نقش اصلی یک سیستم راداری نظارت بر یک محدوده بزرگ و تشخیص اجسام متحرک، ردیابی اهداف و استخراج مشخصاتی مانند سرعت و ارتفاع و ... می‌باشد.

رادار در واقع به عنوان چشم وسیله ی پرنده محسوب می شود که در هوای با دید کم یا مسافت های دور که چشم انسان قادر به دیدن نیست به ما کمک می کند تا با تشخیص ابرهای حاوی باران و قطعات یخ با خودداری  از ورود به آنها پروازی امن و بدون تکان های شدید داشته باشیم، البته از رادار هواپیما که از نوع هواشناسی است می توان جهت تشخیص عوارض زمین مانند کوه ها، دریاچه ها و نقاط ساحلی مانند یک نقشه نیز استفاده کرد که به این حالت Mapping گفته می شود که در پنل کنترل رادار یک حالت به همین نام داریم. لازم به ذکر است که حالت اخیر به  جهت کمک ناوبری کاربرد داشته و وظیفه تشخیص عوارض زمین و اعلام اخطار لازم جهت جلوگیری از برخورد با آنها به عهده سیستم GPWS است که سامانه جلوگیری از برخورد با کوه ها می باشد.

اصول کار تمامی رادارها  بر اساس پرتاب پالس های پر انرژی از آنتن و دریافت برگشتی آنها(ECHO) از اهداف مقابل می باشد، با اندازه گیری زمان رفت و برگشت پالس می توان به فاصله ابر یا عوارض از هواپیما پی برد

برخی از انواع رادارهای هواشناسی که بر روی هواپیما نصب می شوند قابلیت تشخیص windshear را نیز دارند. Windshear پدیده ای است که در آن سرعت و جهت باد به یک باره تغییر می کند، در نتیجه هواپیمایی که در ارتفاع کم در پرواز است شاهد باد شدید از جلو و لذا افزایش نیروی بالا برندده و سپس باد عقب و کاهش نیروی بالا برنده خواهد بود که می تواند خطرناک باشد، البته این پدیده می تواند توسط سامانه های دیگر هواپیما نیز شناسایی شود.اصول کار تمامی رادارها طبق شکل زیر بر اساس پرتاب پالس های پر انرژی از آنتن و دریافت برگشتی آنها(ECHO) از اهداف مقابل می باشد، با اندازه گیری زمان رفت و برگشت پالس می توان به فاصله ابر یا عوارض از هواپیما پی برد، همچنین بر اساس جهت حرکت آنتن هنگام پرتاب پالس که هماهنگ با جارو کردن صفحه ی نمایش رادار است می توان به موقعیت هدف نسبت به جهت دماغه هواپیما و ارتفاع آن نسبت به هواپیما نیز پی برد که در شکل زیر مشخص است.
طبق شکل زیر رادار شامل یک پنل کنترل در کابین خلبان است که روی آن می توان حالت های مختلف و برد مورد نیاز را انتخاب و یا سر آنتن را بر اساس نیاز بالا و پایین داد و ...، همچنین یک آنتن در دماغه ی هواپیما قرار گرفته است.

 جنس دماغه از فایبرگلاس ساخته شده تا امواج را کاملا از خود عبور دهد تا باعث تضعیف آنها نشود، گیرنده- فرستنده که رابط مابین پنل کنترل، آنتن و صفحه نمایش است با روشن شدن رادار شروع به تولید انرژی الکترومغناطیسی در حد چند کیلووات می کند. این سیگنال از طریق لوله ی مخصوصی با سطح مقطع مستطیل که این سطح مقطع با طول موج نسبت دارد تا افت را به حداقل برساند به سمت آنتن ارسال می گردد و از آنتن در فضا پخش می گردد. سیگنال برگشتی از ابرها نیز در جهت عکس، مسیر را طی و به  گیرنده-فرستنده می رسد، در قسمت گیرنده بررسی لازم روی سیگنال صورت و اطلاعات به نمایشگر که قسمتی از پنل کنترل می باشد ارسال و نمایش داده می شود.

در نظر داشته باشید که امواج رادار با توجه به فرکانس و توان بالا برای انسان مضر می باشد لذا هنگام روشن کردن آن فاصله ایمن را که در کتاب هر رادار گفته شده بایستی رعایت شود. البته لازم نیست نگران باشید این فاصله حتی در رادارهای قوی هواپیما بیشتر از 10 متر نیست.


ارسال شده در توسط vahdi

کهکشان راه شیری میزبان بیش از 160 میلیارد سیاره

نتایج بررسیهای گروهی از ستاره شناسان فرانسوی نشان می دهد که بیش از 160 میلیارد سیاره در کهکشان راه شیری وجود دارد.

به گزارش خبرگزاری مهر، دانشمندان موسسه فیزیک نجوم پاریس در بررسیهای خود نشان دادند که هر یک از 100 میلیارد ستاره حاضر در راه شیری به طور متوسط میزبان 1.6 سیاره است و بنابراین 160 میلیارد دنیای احتمالی تنها در کهکشان ما وجود دارد که تعداد بسیاری از این سیارات فرامنظومه خورشیدی، سنگی، کوچک و مشابه زمین هستند.

"آرنوا کاسا" سرپرست این تیم تحقیقاتی در این خصوص گفت: "این مطالعه به ما می گوید که سیارات پیرامون ستارگان بیشتر از آنکه استثنائی باشند معمولی هستند. از این پس ما باید بدانیم که کهکشان ما نه تنها مملو از میلیاردها ستاره درخشان است بلکه میزبان میلیاردها دنیای فرامنظومه خورشیدی پنهان است."

تا به امروز، ستاره شناسان بیش از 700 سیاره فرامنظومه خورشیدی را کشف کرده اند و 2 هزار و 300 سیاره دیگر نیز که توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا شناسایی شده اند در انتظار تائید به سر می برند.

در این تحقیق فرانسوی، محققان اطلاعات جمع آوری شده توسط یک سری از تلسکوپهای زمینی را که بین سالهای 2002 تا 2007 میلیونها ستاره را رصد کردند مورد بررسی قرار دادند و در نهایت 40 رویداد را انتخاب کردند و به این نتیجه رسیدند که از این تعداد، در 3 رویداد حضور یک سیاره نزدیک به یک ستاره را تضمین می کرد.

براساس گزارش مدیا ایناف، ستاره شناسان از تمام این اطلاعات برای ارزیابی تعداد واقعی دنیاهای بیگانه ای که می توانند در راه شیری وجود داشته باشند استفاده کردند.

محاسبات این دانشمندان نشان داد که 17 درصد از ستارگان این کهکشان دارای سیاره ای با جرم مشابه جرم مشتری، 52 درصد دارای سیاره ای مشابه نپتون و 62 درصد دارای "سوپر زمین" با جرم متوسط 5 برابر جرم زمین هستند.


ارسال شده در توسط vahdi

شفق باشکوه قطبی

آسمان شب در نمایش رنگارنگی کم‌نظیر در نمایی فشرده‌شده با زاویه باز که از شفق قطبی بر فراز نروژ در انتهای سال 2011 گرفته شده است.


این رنگ‌های چرخان ناشی از ذرات بارداری است که به اتم‌‌ها در بخش بالایی اتمسفر برخورد می‌کنند.


ارسال شده در توسط vahdi

رنگین کمان استراتوسفری قطبی

چند روزی است که ساکنان قطب شمال شاهد شکل‌گیری ابرهای استراتوسفری بر فراز سر خود هستند. این ابرها که به ناکرئوس یا مادر مروارید نیز مشهورند، از ابرهای رنگین‌کمانی به‌مراتب درخشان‌تر و رنگارنگ‌ترند.

این ابرهای یخی در استراتوسفر تحتانی شکل می‌گیرند، وقتی که دمای هوا به 85درجه سانتی‌گراد زیر صفر کاهش یابد و ذرات یخ با اندازه‌های حدود 10 میکرومتر (هر میکرومتر یک‌هزارم میلی‌متر است) شکل بگیرند. با تابش پرتوهای خورشید به این ذرات و پراش و تداخل ناشی از آن، این طرح‌ها و رنگ‌های زیبا پدید می‌آید.


ارسال شده در توسط vahdi

منطقه یخی راداری برای اندازه گیری صدای آسمان

سردترین پایگاه شمالی نروژ و خانه حدود 3000 خرس قطبی در مدار قطب شمال، قرار است از این پس به جایگاهی برای تحقیقات در مورد بخش جوی «تروپوپوز» مورد استفاده قرار بگیرد.

به گزارش سرویس فناوری خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، مجمع‌الجزایر یخی «سوالبارد» که در اقیانوس منجمد شمالی قرار گرفته، مملو از یخچال‌های طبیعی است، اما قرار است از این ناحیه برای تحقیقات در مورد تغییرات آب‌ وهوایی با استفاده از تحلیل‌های بخش بالایی «استراتوسفر» استفاده شود.

در نزدیکی قطب‌ها، «تراپوسفر» در نازکترین حالت خود و به ضخامت 9 کیلومتر است. در منطقه استوا این ضخامت به بیش از 17 کیلومتر می‌رسد که در بالای آن «استراتوسفر» قرار گرفته و ناحیه میانی آنها به «تروپوپوز» مشهور است.

مجموعه‌ای از 96 آنتن یاگی موسوم به «رادار سیستم صوتی سوالبارد» در جزیره «اسپیتس‌برگن» قرار گرفته‌اند که قرار است با اندازه‌گیری پدیده‌هایی مانند امواج گرانشی و تلاطم هوا به فعالیت اتمسفر گوش فرا دهند.

درک فعالیت «تروپوپوز» - مرزی میان تروپوسفر و استراتوسفر - بسیار اهمیت دارد، چرا که گازهای گلخانه‌یی از تاثیرات متفاوتی در بالا و پائین آن برخوردار است.

از آن جایی‌ که ارتفاع «تروپوپوز» هم تحت تاثیر گرمای پایین و هم سرمای بالا قرار دارد، بسیار در برابر نیروی تابشی و میزان انرژی محبوس در اتمسفر حساس است. این رادار به نظارت بر پارامترهایی مانند ارتفاع «تروپوپوز» به صورت شبانه‌روزی می‌پردازد.


ارسال شده در توسط vahdi

 

11111
یوهان نلبوک

امروز در یک جستجوی اینترنتی پی نام "یوهان نلبوک"، قاتل "پروفسور موریتس شلیک" Moritz Schlick در منابع فارسی میگشتم. قتل پروفسور شلیک یکی از وقایع مهم تاریخ فلسفه قرن نوزدهم است و به تعبیر دیوید ادموندز و جان آیدینو در کتاب "ویتگنشتاین پوپر و ماجرای سیخ بخاری" (Wittgenstein’s Poker) : این تیراندازی قربانی دومی نیز داشت. نلبوک فاتحهء حلقهء وین را هم خواند.
دربارهء زندگی و مرگ پروفسور شلیک در ویکی پدیای فارسی تنها چند پاراگراف محدود و مختصر پیدا کردم که آن هم ناقص و اشتباه و مغلوط بود. برای نمونه در توضیح مرگ موریتس شلیک اینطور آمده : او در 22 ژانویه 1936 توسط یکی از دانشجویان خود کشته شد! که این هم اشتباه است. چون اشلیک در 22 جون 1936 کشته شد نه در 22 ژانویه! حتی کتاب "ویتگنشتاین پوپر و ماجرای سیخ بخاری" هم این تاریخ را به اشتباه 21 جون 1936 ذکر کرده. با همهء این اوصاف از آنجایی که هیچ متن فارسی دقیقی در خصوص زندگی و مرگ پروفسور شلیک در اینترنت موجود نبود (در خصوص خیلی چیزهای دیگری هم موجود نیست!) تصمیم گرفتم شرح نسبتاً کاملی از ماجرای قتل پروفسور موریتس شلیک بر پایه اطلاعات کتاب Wittgenstein’s Poker بنویسم و اطلاعات مخدوش و مغشوش و ناقص را قدری اصلاح کنم. ماجرا از این قرار است که کمی پیش از ساعت 9 صبح روز 22 ژوئن 1936 موریتس شلیک از آپارتمانش روبروی پارک بزرگ و بسیار آراسته کاخ بلودره Belvedere Palace در بالای سراشیب خیابان پرینتس اویگن Prinz-Eugen strasse بیرون آمد، سوار تراموایی شد که آرام آرام به پایین تپه به مرکز وین میرفت و مسیر آشنای پانزده دقیقه اش را به دانشگاه وین می پیمود. موریتس شلیک استاد کرسی فلسفهء علوم استقرایی بود. چند قدم مانده به پلکان سنگی ورودی اصلی پرابهت دانشگاه پیاده شد، از دروازهء آهنی گذشت و با عجله به سوی تالار غارمانند مرکز ساختمان شتافت، به راست پیچید و از پله ها به طرف کلاس های حقوق و فلسفه بالا رفت. استاد پنجاه و چهارساله دیرش شده بود، درس آن روزش فلسفهء جهان طبیعی و بررسی مباحثی چون علیّت و موجبیت و ارادهء آزاد و اختیار انسان بود. وی سخنران درخشنده ای نبود ، به لحنی یکنواخت و نارسا صحبت میکرد ولی کلاس هایش همیشه شلوغ بود. دانشجویان، روشنی فکر و گسترهء علایق او را از علوم گرفته تا منطق تا اخلاقیات می پسندیدند. اشلیک با موهای نقره ای و و جلیقهء همیشگی اش و رفتاری موقر و حالتی آمرانه و نیز خوشرویی و مهربانی در میان نسل جوان وجههء فراوان داشت. در مقام بنیانگذار و محرک اصلی گروه فلاسفه و دانشمندان حلقهء وین (که آموزهء پوزیتویسم منطقی logical positivism آنها نیروی چیرهء فلسفهء زمان خود به شمار می آمد. نفوذ شلیک در میان دانشگاهیان نیز بسیار زیاد بود. سوای همهء اینها او کسی بود که لودویگ ویتگنشتاین را مجدداً به عالم فلسفه بازگردانده بود. استاد به سوی کلاس درسش می شتافت، ولی آن روز قیافه ای ناخوشایند، یک دانشجوی پیشین دکترا بنام یوهان (هانس) نلبوک در روی پله ها انتظار او را می کشید. نلبوک تا کنون دو بار به خاطر تهدید کردن اشلیک به بیمارستان روانی فرستاده شده بود و طبق تشخیص پزشکان، پارانویای اسکیزوفرنی (بدگمانی ناشی از روان گسیختگی) داشت. اشتغال ذهنی او با استاد راهنمای پیشین اش تا اندازه ای هم تقصیر شاگرد دیگری، سیلویا بوروویکا Sylvia Borowicka بود که نلبوک به دام عشق اش افتاده بود. خود دختر هم حالتی عصبی و ناآرام داشت و از همه بدتر به او القا کرده بود که عاشق پروفسور علوم استقرایی است که این به نظر نلبوک خطایی غیرقابل فهم می نمود. در تصورات جنون آمیز نلبوک این دو با هم رابطه داشتند. و این به باور نلبوک یگانه آزاری هم نبود که استادش به او رسانده بود. پس از مدتی مایوس کننده و تا حد زیادی بی ثمر ، تحت نظر بودن در بیمارستان روانی به جستجوی کار پرداخته بودولی ناکامی او در پیدا کردن شغل، زخمی چرکین بر جا نهاد. تاریخچهء بیماری روانی او که کوشیده بود پنهان دارد بر ملا می شد و نلبوک گناه این را هم به گردن پروفسور شلیک انداخت، چه اول بار در نتیجهء شکایت شلیک گرفتار بیمارستان روانی شده بود پس به فکر تلافی افتاد. پروفسور شلیک در هنگام درس دادن _در باب تحلیل گزاره ها- گاهی که چشم از یادداشت هایش بر میداشت و گوشه چشمی به کلاس می انداخت چهرهء نزار و عینکی نلبوک را در میان ردیف های شاگردان می دید که خیره به او می نگرد. استاد در خانه اش هم آسایش نداشت، چرا که تلفن مدام زنگ میزد و تهدید و دشنام نثارش می کرد. شلیک که عمدتاً مرد خونسردی بود از ین موضوع در هراس بود. به پلیس هم خبر دادو حتی محافظ شخصی گرفت. ولی پس از مدتی وقتی تهدیدها جامهء عمل نپوشید قرار شد محافظت قطع شود و شلیک از تماس با پلیس درست کشید. به یکی از همکارانش گفت : ترسیدم کم کم فکر کنند این منم که دیوانه ام!

در ساعت نه و ربع بامداد پروفسور شلیک به پاگرد نیمهء پلکان اتاق های تدریس فلسفه رسید. نلبوک تپانچه اتوماتیکش را درآورد و چهاربار از فاصلهء کوتاه شّلیک کرد. گلوله چهارم که به پای شلیک خورد زائد بود : گلوله سوم شکم و روده بزرگ او را دریده بود و دو گلوله نخست قلبش را سوراخ کرده بودند. پروفسور دکتر موریتس اشلیک در دم جان سپرد. لوح یادبودی برنجی امروزه در آن نقطه نصب است.


ارسال شده در توسط vahdi

استفاده از الماس در حسگرها و ابزارهای کوانتومی

محققان دانشگاه مک‌کوآری با همکاری دانشمندان دانشگاه اشتوتگارت و دانشگاه اولم با استفاده از یک نقص ساختاری معمول در الماس که به‌نام مرکز خالی نیتروژن (NV) نامیده می‌شود، یک حسگر جدید تولید کرده‌اند تا با استفاده از آن بتوانند قابلیت‌های کاربردی الماس در ابزارهای کوانتومی نسل بعدی را مورد بررسی قرار دهند.

این حسگرها می‌توانند میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی را در مقیاس نانو اندازه گرفته و در تولید ابزارهای اطلاعات کوانتومی و حسگرهای الکتریکی و مغناطیسی در آینده نقش مهمی ایفا کنند.

پروفسور جیسون توآملی می‌گوید: «مرکز NV یک سامانه مطلوب برای محاسبات کوانتومی و روش‌های اندازه‌گیری مورد نظر ما به‌شمار می‌رود».

الماس که به داشتن دوام و استحکام ساختاری بالا معروف است، در سالیان اخیر کاربردهای مختلفی در صنایع پیشرفته مکانیکی پیدا کرده است. دانشمندان به‌تازگی مشغول بررسی ویژگی‌های دیگر الماس هستند تا شاید بتوانند از این ماده در نسل بعدی ابزارهای کوانتومی استفاده کنند.

مدتی است که امکان استفاده از فضای خالی نیتروژن در الماس برای دانشمندان شناخته شده است، اما این برای اولین بار است که گروهی از محققان توانسته‌اند با استفاده از اسپین یک الکترون منفرد در مرکز NV پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در حساسیت و محدوده دینامیکی حسگرها ایجاد کنند. اصول تئوری مربوط به این بحث توسط رسا سعید، دانشجوی تحصیلات تکمیلی دانشگاه مک‌موآری توسعه یافته و سپس آزمایش‌های تجربی این کار توسط محققان دانشگاه اشتوتگارت و اولم در آلمان انجام شد. جرالد والدهر، دانشجوی دکترای دانشگاه اشتوتگارت کار اصلی را در این زمینه انجام داده است.

توآملی می‌گوید: «ما دقت حسگری میدان مغناطیسی را بهبود داده‌ایم. این قابلیت در تحقیقات مربوط به مهندسی کوانتومی و روش‌های اندازه‌گیری در آینده اهمیت بالایی خواهد داشت».

جزئیات این کار در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.


ارسال شده در توسط vahdi

شکست و بازتاب

بازتاب(نور)

دید کلی:

در ماهیت هندسی نور ( اپتیک هندسی ) یکی از پدیده های مهمی که در تمام سیستم های نوری اتفاق می افتد، باز تاب است:


    آیا تا به حال باز تاب یا انعکاس نور از سطح آب استخر را دیده اید؟
    آیا انعکاس نور به توسط شیشه ساعت را مشاهده نموده اید؟
    آیا پدیده سراب بیابان را دیده و شنیده اید؟

هزاران پدیده طبیعی هست که حضور باز تاب را در آن می توان دید. که در سیستم های نوری ایجاد کننده تصویرحضور دارد. برای مثال فرد عینکی حتما بازتاب های نور های اضافی را از شیشه عینک خود دیده که میزان و کیفیت دید او را محدود می کند.در واقع به خاطر اینکه همه دستگاه های نوری شامل دو نوع سطح اپتیکی هستند، باز تاب ها را نیز به این دو نوع محدود می کنیم.

باز تاب از سطوح تخت:

انعکاسنور در سطح آینه تخت را به عنوان مثال مورد بررسی قرار می دهیم.وقتی نوری تحت زاویه ای معین به یک آینه تخت می تابد اگر خط عمود بر آینه را مشخص نماییم بر طبق قانون بازتاب نور (قانون ترا گسیل نور) تحت همان زاویه از سطح انعکاس می یابد.اگر (i)زاویه بین پرتو تابش و خط عمود باشدو زاویه بین پرتو انعکاس و خط عمود بر سطح آینه(یا شیشه) (r) باشد این دو زاویه برابر خواهندبود.یعنی:(i=r)

باز تاب از سطوح کروی:

دستگاه های نوری که دارای اجزای نوری گوناگونی مانند آینه، عدسی و منشور است می توان با بکار بردن قوانین باز تاب و شکست نور هندسی مسیر پرتو ها را به راحتی و بدقت بر حسب پرتوهای نور مشخص نمود که این روش رد یابی و تعقیب مسیر پرتو معین در دستگاه رد یابی پرتو نام دارد.


سطح کروی ما می تواند یک سطوح آینه های کروی یا سطح شکست کروی ( دیو پتر کروی ) که دو محط نوری را از هم جدا می کند،باشد. مثلااگر جسم نورانی آینه مقعر را در بینهایت در نظر بگیریم. پرتو هایی که از آن موازی محور اصلی آینه به آینه می تابد در حین بازتاب، تمام پرتو های باز تابی از کانون می گذرند.

باز تاب دو مرحله ای:

در تیغه های متوازی السطوح یک پرتو از جسم بر تیغه می تابد. یک مرحله باز تاب در سطح اول صورت می گیرد و باز تاب دوم مربوط به پرتوی است که در داخل تیغه در جهت مسیر پرتو شکست یافته از سطح اولیه طی مسیر کرده و از سطح دوم تیغه باز می تابد و دوباره به سطح اول که بر می گردد ازآن خارج می شود.

البته بازتاب سطح دوم که به سطح اول بر می گردد مقداری از این پرتو دوباره به داخل تیغه بازتاب مجدد می کند و مقداری با شکست از داخل تیغه خارج میشود و با پیگیری امتداد پرتوهای خروجی از تیغه پدیده تداخل و فریزهای روشن و تاریک شکل می گیرد و تیغه به عنوان موجبر نوری برای پرتوی داخلی است که در طول تیغه هدایت می یابد .

کاربرد در دستگاه های نوری:

در تلسکوپ های بزرگ دنیا از جمله تلسکوپ هابل و .... جهت کانونی کنندگی نورهای خورشید و ستارگان و سیارات مورد استفاده قرار می گیرد . در اکثر سیستم های مخابراتی جهت کانونی کنندگی امواج تلویزیونی و امواج رادیویی در سیستم های گیرنده بکار رفته است در سیستم برخی مسافت یاب های نوری کاربرد دارند و در شیشه های رفلکس یا نیم نقره اندود از این فرایند استفاده شده است و .....

شکست

اگر از کنار استخر پر از آب، به کف استخر نگاه کنید و در همان حال به تدریج از کنار استخر دور شوید، احساس می‌کنید که کف استخر بالا می‌آید و عمق آب کم می‌شود. همچنین اگر به قاشق درون لیوان چای بنگرید، قاشق را بالاتر از کف لیوان می‌بینید و احساس می‌کنید که در مرز بین هوا و چای قاشق شکسته شده است.

شکست و بازتاب


پدیده‌هایی از این قبیل به سبب پدیده شکست نور است.
فرض کنید دو محیط مختلف داریم. مثلاً محیط (1) هوا و محیط (2) آب می‌باشد. وقتی نور از محیط (1) به سطح مرزی دو محیط برخورد می‌کند. قسمتی از نور در محیط (1) بازتابیده می‌شود و قسمتی از آن وارد محیط دوم می‌شود.

شکست و بازتاب


اگر به لیوان چای که در آن قاشق قرار دارد، نگاه کنید، تصویری از خود می‌بینید (البته نه به وضوح تصویری که از خود در آینه تخت می‌بینید). این تصویر ناشی از بخش نوری است که سطح مرزی چای و هوا بازتاب شده است و به چشم شما می‌رسد. همچنین قاشق را بالاتر و خم شده می‌بینید. این پدیده اخیر مربوط به بخشی از نور است که وارد محیط چای شده است.
حال مقدار انرژی، نور بازتاب شده و عبور کرده را بررسی می‌کنیم. معلوم است که تصویر یک شخص در آینه، روشنتر از تصویر او در سطح آب دریاچه است. این ناشی از واقعیتی است که متذکر شدیم که تمام انرژی تابشی بر سطح جدایی بین دو محیط بازتابیده نمی‌شود؛ بخشی از نور از سطح جدایی به داخل محیط دوم نفوذ می‌کند و از آن می‌گذرد. درصدی از انرژی نوری، نوری که بازتابیده می‌شود یا عبور می‌کند به خواص نوری محیطهای در تماس و زاویه تابش بستگی دارد. مثلاً اگر نور تابشی بر تیغه شیشه‌ای بر سطح آن عمود باشد (زاویه تابش صفر) فقط حدود 5% انرژی نوری، بازتابیده می‌شود، درحالیکه 95% از سطح جدایی می‌گذرد. با بزرگ ‌شدن زاویه تابش، بخشی از انرژی که بازتابیده شده است، افزایش می‌یابد. جدول (1) درصد انرژی نور عبوری و نور بازتاب شده درحالتی‌که منبع نور در محیط هوا قرار دارد و تحت زاویه‌های مختلف بر سطح جدایی هوا - شیشه می‌تابد نشان می‌دهد.

شکست و بازتاب


همانطور که می‌بینید درحالتی‌که زاویه تابش بین صفر تا 80 درجه است بیشتر نور تابیده شده وارد محیط شیشه یا برای جدول (2)، آب می‌شود.
جسمهایی که (مثل آب و شیشه) درصد قابل توجهی از نور تابیده شده از محیط بیرون خود را، از خود عبور می‌دهند، جسم شفاف نامیده می‌شوند.


ارسال شده در توسط vahdi
<   <<   21   22   23   24   25   >>   >